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钢结构的前景和用途.doc

钢结构的前景和用途

Verna萌萌
2017-11-23 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《钢结构的前景和用途doc》,可适用于高等教育领域

钢结构的前景和用途现代科学技术的高速发展以及人们对住宅的功能齐全、使用方便、居住舒适、安全节能、有益健康等发面的要求使国内外钢结构住宅会逐步替代木结构住宅以及砖结构住宅成为住宅产业的一支新生力量。国外钢结构住宅的应用与发展目前许多国家如美国、日本、英国、澳洲等正积极推动预制装配化钢结构中低层住宅在日本称为工业化钢结构住宅。美国最早采用刚框架结构建住宅年已有了万幢刚框架小型住宅约占住宅总数的。日本的钢结构建筑数量最多其新建的层建筑大都采用了钢结构。人们更喜欢钢结构住宅可以提供良好的抗震性能。在澳大利亚刚框架住宅占全部住宅数量的。年这个比例达到。在芬兰、瑞典、丹麦以及法国刚框架体系也在变得越来越普及。特别是丹麦人早已建造了大量基于钢骨架体系的地层住宅。在芬兰和瑞典也有一些刚框架的低层住宅建成。钢结构住宅的应用与发展改革开放以来我国住宅建筑发展很快。为了满足人们日益增长的住房要求推进住宅产业现代化国务院【】第号文件明确提出发展钢结构住宅扩大钢结构住宅的市场占有率将会加速住宅产业化过程对我国建筑、冶金及相关产业的发展具有重大意义。世纪年代中期随着我国改革开放的深入工业化的轻钢别墅进入我国先后从日本引入进几百栋轻钢结构低层别。近几年又从澳洲、加拿大引进了轻钢龙骨住宅体系构件在国内组装。世纪年代以来国家建设部在全国积极倡导钢结构住宅的应用与发展。近几年北京、上海、天津、新疆、湖南、安徽、山东等地开始并建成一批钢结构住宅示范地点工程。同时在建设部组织编制的《钢结构住宅建筑产业化技术导则》的知道下很多科研单位和钢结构公司包括北京赛博思金属结构有限公司、北京住总集团、天津市建筑设计院和建工集团、同济大学、湖南大学、清华大学、上海市建筑科学研究院和钢协钢结构建筑设计研究有限公司等都分别在钢结构住宅体系的研究方面进行了有益的探索。现在我国目前钢结构研究已经进入了一个新的阶段有关规范和标准已经出台国内钢材产量充足钢结构住宅的发展已具备了较好的物质和技术基础。当然在钢结构住宅发展方面还有一些技术问题有待解决。钢结构住宅的推广还需要做大量的工作要广泛宣传开发轻钢结构的益处完善不同类型结构设计规范和施工技术标准建立一个能与传统建材相竞争的钢材供应网研制新型的轻质保温墙体材料以及与之相配套的辅助材料做好示范工程加强信息交流发布行业动态寻求国际间的广泛合作激发开发商在做决策时采用钢结构等。钢结构住宅结构(钢框架与混凝土筒体(墙体)的混合结构体系其特点是钢一混凝土混合结构的平面布置一般为楼电梯或卫生间采用钢筋混凝土形成主要的抗侧力结构而外周的框架则采用钢框架这种结构体系将钢材的强度高、重量轻、施工速度快和混凝土的抗压强度高、防火性能好、抗侧刚度大的特点有机地结合起来外周梁柱连接一般采用刚性连接而楼面钢梁与混凝土墙则采用铰结由于混凝土承担了绝大部分的水平力故而混合结构的位移控制指标可参照钢筋混凝土结构采用但框架部分承担的地震力不得小于结构底部剪力的和楼层最大剪力的倍二者的较小值在大多数情况下后者往往起控制作用这种体系的住宅平面上应限制无剪力墙部分框架的长度否则楼面无限刚的假定将很难满足。这种的受力特点为结构整体破坏属于弯剪型结构破坏主要集中于混凝土芯筒特别是结构下部的混凝土筒体四角对这部位应予加强保证筒体的延性此外钢梁与混凝土墙体的连接部位受力复杂也是最易遭受破坏的地方该节点应保证能承受钢梁可能出现的轴向力。这种体系的不足之处为芯筒为混凝土重量减少不是很多现场浇捣混凝土的工作量仍然较大。从建筑平面布置的角度来看柱子一般布置在阳台或转角部件以利于住户的装修处理。(钢框架支撑体系对于多层及小高层建筑可以建筑的外墙结合门窗位置双向交叉支撑支撑采用角钢、槽钢成圆钢可按拉杆设计而且在轻钢住宅结构中支撑也不一定必须从下到上同一位置设置也可跳格布置其目的主要是为了增加结构的刚度对于外墙开有门窗时也可在窗台高度范围内布置形成类似周边带状桁架的结构形式对结构整体刚度进行加强。对高层住宅可选择山墙和内墙布置中心支撑或偏心支撑值得注意的是当采用单斜柱体系时应设置不同倾斜方向的两组单斜杆以抵抗双向地震作用在节点方面若支撑足以承受建筑物的全部侧向力作用则梁柱可部分或全部做成刚接。在高烈度地区如果柱子比较细长则大多采用偏心框架体系这种体系的特点是在小震或中等烈度地表作用下刚度足以承受侧向水平力在强震作用下又具有很好的延性和耗能能力。支撑框架在水平力作用下类似于竖向悬臂桁架柱子像弦杆一样承担外部荷载产生的弯矩斜支撑和梁如同腹杆承受水平力腹杆承担水平剪力弦杆的轴向变形对框架侧向变形的影响使结构产生"弯曲"的形状而腹杆的变形对框架侧向变形的影响使结构产生"剪切"的形状最终形成的侧向变形形状是弯、剪两种曲线效果的组合弯、剪效果的相对大小主要取决了耗能支撑的刚度一般在均衡的低层支撑结构中剪切变形最为重要有时它基本决定了结构的侧向变形因此这种结构的底层层间变形较大在中高层结构中柱子中较大的轴向力和变形以及二者沿高度的大量积累使弯曲变形占主导地位在高宽比大于的单对角支撑区格中全部水平位移的,通常是弯曲变形引起的因此这种结构的顶端或接近顶端的层间变形最大据此认为对于剪切型的低层结构应注意在结构的底部设置耗能支撑对于弯曲型的中高层结构不能忽视在结构的顶部设置耗能支撑支撑布置时不得采用支撑点在柱中的K形支撑同时对支撑构件应控制其轴压比度时一般不得大与fy。如果作为住宅结构层高较低构件节间尺寸较小导致支撑构件及节点数量均较多而且传力路线较长抗侧效果差支撑结构体系也可考虑采用跨层支撑。(钢框架一预制混凝土墙体这种体系一般预制混凝土墙体中均埋有钢板支撑它只有在支撑点处于钢框架相连而且混凝土墙板与框架梁柱留有空隙从受力上来说它仍是一种支撑。但其特点是内藏钢板按强度控制设置不考虑屈曲。对混凝土墙体应双面配筋且双面钢筋应互相拉结在钢支撑端部范围内应设置加强构造钢筋如采用梅花形钢筋、螺旋形钢筋、钢箍等。这种体系受力性能好支撑构件相对较经济且能与隔墙布置相结合。但现场安装比较困难制作比较复杂。(钢框架结构体系这种体系受力明确使用灵活制作安装简单施工速度较快但为抵抗侧向力所需梁柱截面较大一般可用于层以下的多层建筑且一般情况下梁柱节点应采用刚接。这种体系用于高层建筑经济性较差。(错列桁架结构体系错列桁架结构体系产生于世纪年代由美国麻省理工学院首先提出并成功用于多个公寓及旅馆建筑中。该体系是由房屋外侧的柱子和跨度等于房屋宽度的桁架组成桁架高度等于层高在相邻柱上为上下层交错布置楼板一端搁置在桁架的上弦另一端搁置在相邻桁架的下弦。由于两开间布置一榀桁架且中间无柱子所以非常适合住宅、旅馆建筑各单元的灵活布置要求。这种体系的受力特点为:水平力主要通楼板传至相邻桁架的斜腹杆如此水平荷载最终通过落地桁架的斜腹杆或底层支撑传至基础楼层间的柱子主要承受轴力其所受的剪力和弯矩很小。由于桁架有整层高所以整个体系刚度较大一般不需要增加柱子刚度以控制位移由错列桁架结构体系中柱子主要承受轴力其柱截面强轴可布置在纵向故其纵向侧移刚度亦较大这种体系的用钢量可较框架结构减少,因此该体系是一种经济、实用、高效的新型结构体系目前湖南大学正对该体系作系统研究。轻钢龙骨结构体系轻钢龙骨结构体系主要用于中低层住宅或别墅大致可分为两类一类为以冷弯C型钢组成的龙骨体系另一类以小型热轧型钢组成的龙骨结构体系。轻钢龙骨体系一般由柱、梁、天龙骨、地龙骨及中腰支撑通过配套扣件和加劲件用自攻螺钉连接而成梁柱构件厚度在,mm之间柱子间距约为,mm。

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